壳体零件CADCAM设计.docx

10机制4班* cad/cam课程设计说明书 华东交通大学壳体零件cad/cam设计学院：机电工程学院班级：*姓名：*学号：*所属课程：机械cad/cam指导老师：林老师辅导老师：唐老师时间：2013年6月23日 2013年7月3日目录1 、cad/cam课程设计任务书.42、前言.53、零件建模分析.174、零件的nc系列规划表.185、壳体机械加工工艺规程设计196、nc加工.287、课设心得.298、参考文献.309、附录.33一 cad/cam课程设计任务书一、设计题目： 壳体 零件的cad/cam二、设计目的 cad/cam课程设计是开设机械cad/cam课程之后进行的一个实践性教学环节。在系统学习cad/cam技术的基本原理、基本方法的基础上，着重培养学生借助计算机进行机械产品的设计、制造和系统集成的综合应用能力。其目的：1. 掌握产品的计算机辅助设计过程和方法，培养利用计算机进行结构设计的能力。2. 掌握零件的计算机辅助制造过程和方法，培养数控编程及加工仿真的能力。3. 通过应用pro/engineer，训练和提高cad/cam的基础技能。三、设计任务本课程设计以某一具体的机械零件为设计对象（零件图见附图）。主要设计任务：1、熟悉并掌握大型机械cad/cam软件pro/engineer的草绘模块、零件模块、制造模块及仿真模块的功能及建模原理。2、进行零件的参数化功能定义、三维实体零件的特征造型、着色渲染、生成不同视图，最终完成零件的造型设计。3、进行机床选择、刀具选择及加工参数设置，生成零件数控加工的相关文件。如刀位数据文件、刀具清单和数控加工代码等。并对零件进行加工仿真以检查设计结果是否正确合理。4、编写课程设计说明书。四、设计要求1、要求设计过程在计算机上完成。2、设计说明书用计算机打印（a4纸，1万字左右）。正文：宋体五号，单倍行距；页眉：宋体小五号，内容包括班级，姓名，“cad/cam课程设计说明书”字样；页脚：右下脚页码。3、设计结果应包括：课程设计说明书（应包含设计任务书、设计思路、设计步骤、设计过程的说明和阶段结果。附零件三维图、加工代码、零件原图纸等内容）4、严禁抄袭和请人代做，一经发现，成绩计为零分并上报教务处。五、设计内容及时间分配1 准备工作：布置设计任务，认真阅读设计任务书，收集资料。 （1天）2 熟悉pro/engineer wildfire 5.0，并进行零件的三维造型。 （4天）3 进行零件的数控加工。 （3天）4 编写课程设计说明书。 （1天）5 设计结果提交及答辩。 （1天）六、参考资料有关pro/engineer软件的参考书及数控加工工艺的参考书。如pro/engneer wildfire5.0的基础教程、pro/engineer wildfire 5.0的零件设计教程、pro/engineer wildfire 5.0的数控加工教程、数控加工工艺教程等等。七、成绩评定采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。主要考察：课程设计的科学性和条理性：设计过程的态度和出勤率；软件的熟悉程度；设计结果的正确合理性；答辩情况。 学生签名: * 日期: 2013 06 25 评阅意见： 教师签名: 日期: 前言 随着科技的发展,计算机辅助设计越来越广泛地应用在各个设计领域.现在,它已经突破了二维图纸电子化的框架,转向与三维实体建模、动力学模拟仿真和有限元分析为主线的虚拟样机制作技术。使用虚拟样机技术可以在设计阶段预测产品的性能，优化产品的设计，缩短产品的研制周期，节约开发费用。以三维实体建模为基本功能的pro/engeer采用“尺寸驱动参数的基于特征的实体建模技术”，彻底改变了传统的设计理念，建立了一个统一的能在系统内部引起变化的数据结构。因此在产品开发过程中，更改一处设计能够很快传遍整个设计过程，以确保所有的零件和各个环节保持一致性和协调性。 cad/cam系统的基本功能可分以下四点: 由于cad/cam系统所处理的对象不同，对硬件的配置、选型不同，所选择的支撑软件不同，因此，对系统功能的要求也会有所不同，系统总体与外界进行信息传递与交换的基本功能是靠硬件提供的，而系统所能解决的具体问题是由软件保证的。cad/cam系统应具有以下基本功能： 图形显示功能 cad/cam是一个人机交互的过程，从产品的造型、构思、方案的确定，结构分析到加工过程的仿真，系统随时保证用户能够观察、修改中间结果，实时编辑处理。用户的每一次操作，都能从显示器上及时得到反馈，直到取得最佳的设计结果。图形显示功能不仅能够对二维平面图形进行显示控制，还应当包含三维实体的处理。输入输出功能 在cad/cam系统运行中，用户需不断地将有关设计的要求、各步骤的具体数据等输入计算机内，通过计算机的处理，能够输出系统处理的结果，且输入输出的信息既可以是数值的，也可以是非数值的（例如图形数据、文本、字符等）。存储功能由于cad/cam系统运行时，数据量很大，往往有很多算法生成大量的中间数据，尤其是对图形的操作、交互式的设计以及结构分析中网格划分等。为了保证系统能够正常的运行，cad/cam系统必须配置容量较大的存储设备，支持数据在模块运行时的正确流通。另外，工程数据库系统的运行也必须有存贮空间的保障。交互功能（即人机接口）在cad/cam系统中，人机接口是用户与系统连接的桥梁。友好的用户界面，是保证用户直接而有效地完成复杂设计任务的必要条件，除软件中界面设计外，还必须有交互设备实现人与计算机之间的不断通信。二 零件建模分析1、这个壳体整体成对称形，这就为我们画它节省大量的时间，因为可以在基面建好外轮廓然后拉伸。2、先把外轮廓建出来最好做打孔，去材料等工作3、外轮廓建好后，再打孔4、整体建模过程如图所示 如图1 图1 实体形成步骤三 实体建模1.设置pro/engeer5.0的工作目录；（1.1）创建工作目录pro/engeer2001的工作目录是在使用pro/engeer5.0过程中管理模型文件的地方，pro/engeer5.0有其默认的工作目录，但是根据实际情况往往需要创建多个工作目录。例如：在实际建模过程中，可以根据不同的总成，建立不同的工作目录，将一个总成的零件模型存放在一个工作目录中。一个工作目录在硬盘的资源管理器中体现为一个文件夹。创建好工作目录后，为了便于模型文件的管理，还可以设置子工作目录。这里，在可移动盘先新建文件夹。（1.2）设置pro/engeer5.0的工作目录pro/engeer5.0默认的工作目录是在安装目录软件的文件夹中，为了方便地保存和打开模型文件，需要重新设置工作目录。点击fileworking directory(图2),系统弹出选择工作目录的对话窗(图3). 图2设置工作目录菜单 图3选择工作目录对话框选择i:proe按ok.此时, pro/engeer5.0的工作目录已经由原来的默认的工作目录重新设置为i:proe文件夹,保存和打开都在此文件夹中进行.其实也不用建，因为我们在安装的过程中与配置的时候已经把工作目录放在d盘中的cadcam文件中了！2、构建外轮廓线，如图一所示：【新建】-【零件】如图4 图4 新建零件实体2、底座的拉伸，点击，再点击，选择front面，草绘如图5 图5 草绘截面3、拉伸深度15 如图6 图6 拉伸主体4、打四边直径6.6的通孔如图7，打出一个再阵列如 图8图7 孔 图8 阵列 5、打四个角上的直径为14，深为2的孔如图9，然后再阵列 图10。 图9 拉伸去除材料 图10 阵列6、打底座上的直径为48的槽，深为10 如图11图11 拉伸切除得凹槽7、拉伸中间大体部分，草绘如图12，拉伸28 如图13图12 草绘截面 图13 拉伸主体8、点击工具在距离图13上顶面为7处建一基准面 如图14 图14 创建基准面9、在基准面上拉伸一个直径为62的 高为10的圆柱 如图15 图15 草绘截面10、建立轮筋板 如图16 图16 轮筋板11、以图十二上表面为草绘平面建立如图所示草绘如图17，拉伸23如图18图17 草绘截面图18 拉伸主体12、去除图18拉伸主体材料，点击拉伸工具， 草绘如图19 实体如图20 图19草绘截面 图20 凹槽13去除图18槽内直径为52，深为10的孔，草绘如图19，实体如图20 图19 草绘截面 图20 切槽14建立壳体左右两边的耳朵，草绘如图21,实体如图22 图21 草绘截面 图22 拉伸主体15、在图22的基础上打一个直径为8螺纹孔，如图23然后再把图22图23镜像到对面，如图24 图23 钻螺纹孔 图22 镜像16在壳体顶部打直径为6 深度为13的螺纹孔 如图25，同样的方法再打出其它四个孔 图25 钻螺纹孔17,、打槽内的两个孔如图26 ，图27图26 钻孔 图27 钻孔18,、整体实体图从不同侧面如图28 图29 图30 图31图32 图28 实体模型 图29 实体模型 图30实体模型 图 31实体模型 图32实体模型四 零件的nc系列规划表序号加工内容nc类型刀 具切削进给量mm/min主轴转速类型刀号直径1端面铣削表面端铣削座槽铣削体积块端铣削t21280012003钻通孔孔加工基本钻头t36.62004004钻中心沉孔孔加工埋头孔t4122004005端面铣削表面端铣削槽加工体积块端铣削t21280012007凹槽加工体积块端铣削t21280012008拐角精加工局部球铣削t755008009轮廓铣削轮廓球铣削t7540080010钻孔孔加工基本钻头t81220040011钻通孔孔加工基本钻头t9820040012钻孔孔加工基本钻头t10620040013攻丝螺纹加工攻丝t11610020014钻孔孔加工基本钻头t12820040015攻丝孔加工攻丝t12810020016钻孔孔加工基本钻头t12820040017攻丝孔加工攻丝t128100200 五 零件工艺分析1.1零件的工艺分析1.2 壳体的加工主要分四种，主要是孔的加工，端面的加工，螺纹孔的加工，各组加工面之问有严格的尺寸位置度要求和一定的农而加工精度要求，特别是孔的加工，现将主要加工而分述如下：1.2.1孔的加工该零件共有13个孔要加工， 共四组孔 4个直径为6.6的通孔，5个直径为6的螺纹孔2个直径为8的螺纹孔，1个阶梯孔，1个钻孔1.22 面的加工加工两个表面即可，壳体表面粗糙度不用精加工，其余全部铸造1.3机床的合理选用概括起来有三点：要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。有利于提高生产率。尽可能降低生产成本(加工费用)。1.4、加工方法的选择与加工方案的确定1、加工方法的选择加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。此外，还应考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工方法的经济加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册。2、加工方案确定的原则零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。例如，对于孔径不大的it7级精度的孔，最终加工方法取精铰时，则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。 六 壳体机械加工工艺规程设计1、毛坯的选择 零件材料为ht15-33，根据选择毛坯廊考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而砂型铸造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用砂型铸造。 由于零件上孔都较小，且都有严格的表面精度要求，故都不铸出，留待后续机械加工反而经济实用。2、基准的选择 基准选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3、粗基准的选择 粗基准选择应为后续加上提供精基准，由于该零件毛坯没有铸孔，故只能以大端面为粗基准，粗、精铣小端面4、工芝路线的拟定拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加上设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。七 nc加工1、 点击文件新建制造取消缺省模板选择mmns_mfg_nc点击确定2、 。3、 点击插入参考模型装配选择chechuangshoubingzuo.prt,点击打开放置选择缺省，点击确定。4、 点击插入工件装配选择maopei.prt，点击打开放置选择缺省，点击确定 如图33 图33 工件5、 点击步骤操作-，在机床上点击直接确定，机床零点处点击，选择 ，选择底盘的左面，按住ctrl键再选底盘右面，最后选择底盘的最上面，调整方向使z轴垂直底盘面朝上6、 点，然后取值为207、 点击端面铣削工具，选择刀具，参数，加工几何。刀具直径选为30，加工几何点铣削窗口，再点草绘窗口。进入草绘面点，环选项选最外面的环作为窗口。如图34.端铣削后如图35 图34 铣削窗口 图35 铣削轨迹8、点击体积块粗加工，然后再选择刀具，参数，窗口，建一把直径为12的刀 如图36 图36 铣削槽轨迹 9、点击钻孔工具，然后选择刀具，参数，孔选项。建一把直径为6.6的基本钻头，选四个孔的轴，然后再终点处选到，选底板另一面，结果如图37 图37 钻孔轨迹10、点击钻孔工具，然后选择刀具，参数，孔选项。建一把直径为12的基本钻头.选直径12孔的轴线，终止选项选择深度选项，写入31.如图38 图38 钻孔轨迹 11、由于要更换加工平面，所以要新建机床。点击步骤操作，在操作设置节目选择选项新建机床。然后重建机床零点（只要z轴垂直所要加工面且方向指向下刀方向即可），点曲面选项，值填20。点击端面铣削工具，选择刀具，参数，加工几何。刀具直径选为30，加工几何点铣削窗口，再点草绘窗口。进入草绘面点，环选项选最外面即可。得图39 图39 端面铣削轨迹12、点击体积块粗加工，然后再选择刀具，参数，窗口，建一把直径为12的刀。如图40图40 槽铣削轨迹13、继续点击体积块粗加工，然后再选择刀具，参数，窗口，建一把直径为12的刀。点铣削窗口，再点草绘窗口，点放置选择刚刚加工的面的底面，点深度指定深度，选择圆面的底面。结果如图41 图41 底槽加工轨迹14、点击拐角精加工，选择上表面。建一把直径为5 的球铣削刀具。结果如图42图42 拐角精加工15、点击轮廓铣削工具，选择刀具、加工曲面、参数。刀具选择直径为5的球铣削刀具。结果如图43 图43 轮廓铣削16、点击钻孔工具，然后选择刀具，参数，孔选项。建一把直径为12的基本钻头.选直径12孔的轴线，终止选项选择深度选项，写入深度18.结果如图44 图44 钻孔17、点击钻孔工具 ，然后选择刀具，参数，孔选项。建一把直径为8的基本钻头.选直径8孔的轴线，终止选项打穿选项.结果如图45 图45 钻孔18、点击钻孔工具 ，然后选择刀具，参数，孔选项。建一把直径为8的基本钻头.选直径8孔的轴线，终止选项选择深度选项，写入深度15.结果如图46 图46 钻螺纹孔19、点击钻孔工具 浮动攻丝，然后选择刀具，参数，孔选项。建一把直径为6的攻丝.选直径6孔的轴线，终止选项选择深度选项，写入深度15.结果如图47 图47 攻丝20、由于要更换加工平面，所以要新建机床。点击步骤操作，在操作设置节目选择选项新建机床。然后重建机床零点，点曲面选项，值填20。15、点击钻孔工具 ，然后选择刀具，参数，孔选项。建一把直径为8的基本钻头.选直径为8孔的轴线，终止选项选择选项,选择另一面，结果如图48 图48 打孔21、点击钻孔工具 浮动攻丝，然后选择刀具，参数，孔选项。建一把直径为8的攻丝.选直径8孔的轴线，终止选项选择选项,选择另一面。得图49 图49 攻丝22、另一个螺纹孔与步骤与20、21相同 八 课设心得经过这两周的cad/cam课程设计，我又掌握了更多的proe软件的各项基本操作，感觉自己收获很大。此设计是在我们学习完数控机床、cad/cam、proe/engineer等课程之后的综合运用，使我们对原来所学的理论知识的实践操作，从而加深了我们对理论知识的理解。以下是我对这两个星期以来课设学习的几点感想和体会：一、在老师精心的指导,使我在最短的时间里系统掌握cad/cam各方面的知识。二、在老师的安排下，每人必须完成对零件的数控加工的其中一个步骤，虽然对我来说有一定的压力，但经过自己努力，学到的东西是很多的。将理论通过动手来巩固加深印象。三、通过本次课设,我在数控应用和cad/cam的应用方面，有了一定的了解。并且通过这次proe软件的学习应用，将来走上工作岗位后对我的帮助会非常的大。四、虽然这次课程设计对我来说有一定的难度,但设计过程中遇到的好多问题上得到了老师和同学的细心指导.在此感谢唐老师和各位同学.总的来说这次课设学到了以前没学到的知识,这是我们做学生的最大收获,课设是辛苦的,但无形中的收获却是让人兴奋的,它将在我的脑海里留下一片美好的回忆。作为一位工科的学生，理论知识的学习只是一个开始，用理论知识去解决实际的问题才是重点，就我个人而言，我觉得通过这次课程设计对自己以前所学知识做了一个复习,同时为将来工作和毕业设计进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的工作和生活打下一个良好的基础。在此设计过程中，我遇到了许多困难和问题。是师的细心指导使我能够顺利解决困难，在此衷心的感谢老师的细心指导。参考文献1赵德永，刘永江，数控加工.清华大学出版社；2钟建林，pro/engineer数控加工实用教程.机械工业出版社；3肖乾，pro/engineer wildfire 3.0中文版实用教程.北京，中国电力出版社，2008；4杨继宏，数控加工工艺手册. 北京，化学工业出版社，2008.1；5狄瑞坤等，机械制造工程.杭州，浙江大学出版社，2001.1；5徐国胜，数控车典型零件加工.北京，国防工业出版社，2012.2；附录一：铰孔的数控加工代码1端面铣削2孔加工3孔加工%(date:07/01/13 time:21:10:06)g98g80g90g49g17( / mfg0001)t1m6s1200m3g0x15.y-17.g43z20.h1z5.g1z-2.f800.x-32.059x-25.y-34.x15.y-51.x-32.059x7.y-68.x-75.x-35.941y-51.x-83.y-34.x-43.x-35.941y-17.x-83.x-75.y0.x7.z20.m5t30m6m30%(date:07/01/13 time:21:13:25)g98g80g90g49g17( / mfg0001)t3m6s400m3g0x-60.y-8.g43z20.h3g81x-60.y-8.z-16.983r5.f200.x-8.y-60.x-60.g80g0z20.m5t30m6m30%(date:07/01/13 time:21:14:18)g98g80g90g49g17( / mfg0001)t4m6s400m3g0x-34.y-31.464g43z20.h4g81x-34.y-31.464z-41.605r5.f200.g80g0z20.m5t30m6m30%4端面铣削5孔加工6孔加工%(date:07/01/13 time:21:14:54)g98g80g90g49g17( / mfg0001)t1m6s1200m3g0x14.123y-78.003g43z20.h1z5.g1z-2.f800.x-75.801x-93.075y-58.502x15.y-39.001x-105.374x-93.075y-19.5x15.x14.124y.001x-75.804z20.m5t30m6m30%(date:07/01/13 time:21:17:38)g98g80g90g49g17( / mfg0001)t8m6s400m3g0x-51.414y-39.g43z20.h8g81x-51.414y-39.z-51.605r-25.f200.g80g0z20.m5t30m6m30%(date:07/01/13 time:21:18:17)g98g80g90g49g17( / mfg0001)t17m6s400m3g0x-31.414y-39.g43z20.h17g81x-31.414y-39.z-77.